大豆分离蛋白/可溶性大豆多糖作为生物活性物质包埋载体的研究进展

陈敬鑫 刘族昕 吕静祎 朱丹实 刘 贺 励建荣 米红波 葛永红

(渤海大学食品科学与工程学院1，锦州 121013)(生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心2，锦州 121013)

葛永红，男，1979年出生，教授，果蔬加工及贮藏工程

大豆是我国重要的油料作物，而豆粕是豆油工业生产中的主要副产物[1]。作为豆粕下流的工业产品，大豆分离蛋白(soy protein isolate，SPI)是一种具有较高营养价值的植物蛋白，具有乳化性、凝胶性等功能特性，在食品工业中得到广泛的应用[2]。由于大豆蛋白中具有大量的带电和疏水性氨基酸残基，可通过疏水相互作用与疏水性生物活性小分子结合，作为其微胶囊制备的壁材[3]。另外，可通过静电作用或美拉德反应与蛋白质、脂肪、多糖等其他天然高分子结合形成非共价或共价复合物，有效地提高大豆蛋白的稳定性、功能特性和递送特性[4-6]。

可溶性大豆多糖(soluble soy polysaccharide，SSPS)是从大豆蛋白分离副产物中提取的一种天然阴离子酸性多糖。除具有膳食纤维所具有的功能特性外，SSPS还有许多其他优越特性，如乳化稳定性、分散稳定性、高溶解性、抗黏结性、抗氧化性、发泡稳定性、高温稳定性、成膜性等[7]，使其具有成为微胶囊壁材的潜力。

目前，国内外学者对基于SPI和SSPS的微胶囊制备进行了大量研究，其在提高生物活性物质的水溶性、生物利用率和稳定性等方面效果显著。本文综述了SPI和SSPS的结构功能特性、基于SPI和SSPS的微胶囊制备及其对生物活性物质水溶性、稳定性和生物利用率等的影响，为相关科技及企业工作者提供参考。

1 SPI和SSPS的组成及功能特性

1.1 SPI的基本组成及功能特性

大豆蛋白主要包括40%的大豆球蛋白和30%的β-伴球蛋白，其中大豆球蛋白的沉降系数为11S，β-伴球蛋白的沉降系数为7S。除了β-伴球蛋白以外，还有两种沉降系数为7S的球蛋白，即γ-伴球蛋白和碱性7S球蛋白[8]。SPI是以豆粕为原料利用碱溶酸沉的方法提取，再经过深加工处理得到蛋白质量分数在90%以上的大豆蛋白[9]。

SPI具有高电荷性，且其分子中含有亲水和疏水基团，这使其在油滴周围可形成有屏障作用的膜以进一步形成乳液[10,11]。研究表明，SPI的疏水性残基可被吸附在疏水性基材上以降低其疏水性，而亲水性残基可被吸附在亲水性基材上以降低亲水性[12,13]。SPI的强乳化性能够更好地稳定芯材，有利于提高微胶囊化的效率和产率。

SPI分散于水中可形成具有流动性的溶胶体，这种溶胶体在一定条件下能转变为凝胶[14]。该凝胶是水分散于蛋白质中的分散体系，具有高黏度、可塑性和弹性，其形成过程首先是巯基、疏水基团等功能基团的逐渐暴露，随后通过疏水作用、静电作用、氢键或二硫键形成聚集体，并在蛋白质浓度足够高的情况下进一步形成凝胶[15]。蛋白质在热凝胶形成过程中产生了结构变化，其官能团的变性以及暴露程度会影响凝胶的形成[16]。

1.2 SSPS的基本组成及功能特性

SSPS是一种以半乳糖醛酸和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖为主要骨架，阿拉伯聚糖和半乳聚糖为分支的酸性多糖，其半乳糖醛酸质量分数约为20%。SSPS还包含1.2%～8.2%的蛋白质部分，其分子质量约为50 ku，与碳水化合物主链共价结合[17,18]。SSPS的蛋白质部分含有一些带正电荷的氨基酸残基，但远远小于带负电的半乳糖醛酸的数量，故SSPS在pH 2～pH 12范围内均带负电荷。由此，SSPS的结构特性赋予其表面活性能力，具有良好的乳化性、分散性和稳定性，可使水包油(O/W)乳液的水相和油相均匀分布，形成稳定的油-水界面[19-21]。

SSPS分子链上的半乳糖醛酸带有负电荷，可吸附在蛋白分子上起到稳定蛋白质高级结构的作用。SSPS分子质量在5 × 103～1 × 106之间，支链多，且链很长，形成了一种类似刷子的结构，能够对蛋白分子形成一定的阻隔作用[22]。在pH 3.8～pH 4.2的酸性条件下，SSPS可有效阻止蛋白质颗粒的凝集，且不会增加溶液的黏度，这一性质既有利于提高蛋白基微胶囊的稳定性，也使SSPS具有一定的成膜性，可以作为微胶囊的壁材使用[23]。

研究表明，由α-阿拉伯聚糖和β-半乳糖组成的中性糖链在SSPS乳化性能中发挥重要作用[24]。如果用鼠李半乳糖醛酸酶水解掉聚半乳糖主链后，SSPS的乳化能力变化甚微；但如果用阿拉伯糖苷酶或乳糖苷酶水解掉阿拉伯聚糖和半乳糖侧链后，其乳化能力显著降低，这是由于其选择性酶解导致中性糖链(阿拉伯糖链和半乳糖链)丢失，吸附层厚度减小，对油滴间的空间排斥产生不利影响，从而影响了SSPS的乳化性能[25]。

目前，作为饮料的稳定剂，SSPS可有效防止含蛋白酸乳饮料的蛋白质聚集和沉淀现象，使酸性饮料口感清爽、黏度适中，最大程度地保留了其原有风味[20,26]。作为香精和色素的载体，SSPS被广泛应用于香料、植物油脂等的乳化，且添加量较少，是阿拉伯胶、黄原胶和变性淀粉等乳化剂的有效替代品[27]。此外，SSPS具有一定的抗氧化能力，能有效抑制或延缓亚油酸的氧化，尤其是低分子质量SSPS[28,29]。

2 以SPI/SSPS为壁材的微胶囊制备方法

SPI和SSPS均可通过疏水作用与疏水性物质或表面带有疏水性团簇的亲水性物质相互作用形成纳米复合物，因此疏水相互作用驱动的络合作用是SPI或SSPS结合生物活性物质的主要机制[10,11,20,30]。目前，以SPI和SSPS为壁材的微胶囊制备方法主要有自组装法、复凝聚法、脱溶剂法和乳化法等。

2.1 自组装法

自组装是利用两亲性聚合物制备微胶囊的方法之一，是制备具有可控纳米结构材料的重要途径之一[31]。两亲性聚合物分子在水中可通过疏水作用发生分子内和/或分子间的结合，以使界面自由能最小化，自发形成自聚集体[32,33]。此方法可制备出具有独特性质的纳米粒子，也是在温和条件下制备单分散纳米颗粒的最佳方法[34,35]。

SPI的疏水侧链堆积可形成SPI分子的疏水内核以维持蛋白质折叠的稳定，而极性侧链多暴露在表面与水分子相互作用。SPI分子的自组装主要依靠非共价键(如氢键、疏水作用、静电作用等)的相互作用，其疏水侧链相互作用是自组装聚合过程中的最关键因素[36]。对于SSPS来说，与其主链共价结合的50 ku蛋白部分提供了疏水结合位点，因此，SSPS发生自组装的关键在于，乙醇处理可使SSPS结构展开以暴露其蛋白部分，以使其内部多肽与生物活性小分子之间发生疏水相互作用[19,37]。

Chen等[3,38]基于分子自组装制备了以SPI为壁材的微胶囊。该方法首先将SPI溶液(50 mg/mL)充分水化后，按照体积比1∶50逐滴加入姜黄素-乙醇溶液(4.5 mg/mL)，然后磁力搅拌8 h即可制得平均粒径为74 nm的大豆分离蛋白-姜黄素(soy protein isolate-curcumin complex，SPI-CUR)纳米微胶囊[3]。此外，络合前使用200 W、25 kHz超声波处理可使SPI的疏水结合位点增加，其微胶囊的荷载量从103.9 μg/mg提高至144.5 μg/mg；而络合后的超声波处理则会破坏姜黄素分子与蛋白质之间的非共价相互作用，使微胶囊结构解体，使得微胶囊的荷载量降低至16.8 μg/mg[38]。

Pan等[37]制备出可溶性大豆多糖-姜黄素(SSPS-CUR)微胶囊。该方法将水化后的2%SSPS溶液调节至pH 12.0，使SSPS分子发生解离，且将姜黄素晶体溶于SSPS分散体系中(终质量浓度为0.4 mg/mL)，磁力搅拌30 min以使姜黄素与SSPS的多肽部分发生疏水相互作用以充分络合，然后将pH调到7.0，使姜黄素逐渐质子化失去其溶解性，并与SSPS发生聚集，从而制备出SSPS-CUR微胶囊。

2.2 复凝聚法

复凝聚法是将两种带相反电荷的聚合物水溶液混合的方法，在食品、医药等领域应用广泛[39-41]。研究表明，带负电荷的海藻酸钠与带正电荷的壳聚糖的混合有助于解决微胶囊制备过程中的药物浸出问题[42,43]。由此，蛋白质-多糖相互结合作用在包埋和递送生物活性成分方面有广泛的研究[44]。在SPI和SSPS混合溶液中，可通过调整SPI与SSPS本身特性、溶液组成和环境条件来形成一个单相或两相体系。在SPI和SSPS带有相反电荷的条件下，静电相互作用可促进可溶性复合物的形成、凝聚或沉淀[45]。SPI-SSPS纳米复合物已被证实可用于疏水生物活性物质的包埋壁材和水包油乳液的有效稳定剂[46,47]。

图1 复凝聚法制备SPI/SSPS微胶囊示意图[48]

如图1所示，Chen等[48]将SSPS水溶液与SPI-CUR微胶囊溶液混合，将pH从7.0调整到4.0，即形成紧密的核-壳复合结构，制备成粒径约为300 nm的SPI-CUR-SSPS微胶囊。当pH 7.0时，SPI与SSPS均带负电，此时SSPS仅通过弱相互作用对SPI-CUR复合物进行包埋。当pH调整到4.0时，SPI带正电荷，而SSPS带负电荷，即两颗粒间可发生静电相互作用，使其微胶囊结构更加紧密。结果显示，pH为7.0时，SPI-CUR-SSPS微胶囊的荷载率为93.1%，而调整pH至4.0时其荷载率则达到了96%。

Ding等[49]制备了大豆酸溶蛋白-SSPS-叶酸微胶囊，首先将大豆酸溶蛋白和SSPS水溶液混合后，将pH调整为4.0，搅拌3 h后进行均质以破坏大豆蛋白的聚集体；然后立即在90 ℃下加热1 h诱导大豆蛋白变性并进行固定，即可将最初形成的大豆酸溶蛋白-叶酸复合物复合物转化为一种具有SSPS包被表面的大小约为170 nm的微胶囊颗粒。该方法所制备的微胶囊纳米颗粒能够有效避免酸性条件下叶酸因光、热和氧而导致的降解作用。

2.3 脱溶剂法

在脱溶剂法中，电荷的变化或脱溶剂(如乙醇或丙酮)的加入均可使水溶液中蛋白质和多糖逐渐脱水，强化其分子间相互作用而发生脱溶作用[50]。在特定情况下，添加相应的交联剂(如乙二醛、戊二醛等)可使脱溶剂法所制得的纳米颗粒更加致密和完整[51]。

Teng等[52]以乙醇为脱溶剂，戊二醛为交联剂，成功制备了粒径为200～290 nm的SPI纳米粒子(图2)。在该方法中，大于80%的乙醇浓度(终浓度)和充分的共价交联是形成其纳米颗粒并使其固化的必备条件，其所制备的纳米颗粒具有光滑的球形结构，具有良好的应用前景。

图2 脱溶剂法制备SPI纳米粒示意图[52]

Surabhi等[53]将环丙沙星加到pH 11的SPI水溶液中分散平衡1 h后，逐滴加入至乙醇中搅拌2 h得到SPI-环丙沙星微胶囊。该方法可通过调整溶剂/非溶剂比和温度来改变纳米颗粒的粒径，例如，溶剂/非溶剂比为1∶10时其纳米颗粒粒径为220～330 nm，而1∶30时为60～87 nm；30 ℃时其纳米颗粒粒径为200 nm左右，而70 ℃为700 nm左右。此外，加入交联剂乙二醛有利于强化颗粒间和颗粒内的相互作用，进而形成稳定的纳米聚集体。

Chen等[19]研究了pH 7.0和pH 4.0条件下SSPS-CUR微胶囊的制备(图3)。首先将水化过夜后的SSPS溶液(5.0 mg/mL)逐滴加入无水乙醇至35%，然后将pH值调整为7.0或4.0后持续搅拌20 min；再按照1∶150比例将姜黄素-乙醇溶液(1.0 mg/mL)逐滴加入(此时应准确调整乙醇浓度至40%)至溶液中，室温搅拌3 h即可制备得到SSPS-CUR复合物[19]。在该方法中，经乙醇预处理的SSPS结构展开，能够使其蛋白部分更好地与姜黄素发生疏水相互作用，此络合作用对SSPS-CUR复合物的形成具有重要作用[19]。值得注意的是，pH 7.0和pH 4.0条件下制备的SSPS-CUR微胶囊的荷载量分别为3.14、4.49 μg/mg，这种差异性可能由于pH 4.0时SSPS的蛋白部分所带的正电荷与多糖链所带的负电荷发生了静电相互作用，从而使纳米颗粒结构更为紧密，使得pH 4.0条件下形成的SSPS-CUR复合物比pH 7.0时具有更好的稳定性和生物利用率。

图3 脱溶剂法制备SSPS-CUR微胶囊示意图[19]

2.4 乳化法

乳化是一种液-液界面现象，即在剧烈机械搅拌和表面活性剂作用下，使两种互不相溶的液体形成亚稳态分散体系的过程[54]。乳化液是针对于两种互不相溶的液体(如水和油)，其中一种液体分散于另一种液体的亚稳态体系，大致可分为水包油(O/W)和油包水(W/O)两种类型[54,55]。对于基于蛋白和多糖的微胶囊制备来说，通常首先将蛋白质或多糖溶于水或其他溶剂中，然后采用均质或超声波等方式将油相(如亚油酸、植物精油等)分散于该水相中以形成O/W乳化体系，最后通过真空冷冻干燥或喷雾干燥等技术得到其微胶囊产品[51]。

Minemoto等[29]采用乳化法制备了SSPS-亚油酸微胶囊，该方法首先将SSPS进行水化，然后按照一定比例(10∶1、5∶1、2∶1、1∶1)加入亚油酸，充分均质后进行喷雾干燥，结果表明，当SSPS与亚油酸比例大于或等于2∶1时，可有效提高亚油酸的氧化稳定性。Wu等[56]将SSPS于丙二醇水溶液(1∶2)中室温水化过夜后，向该体系中添加百里香精油至1%，并以15 000 r/min的速度均质3 min，即可制备成粒径约300 nm的SSPS-百里香精油纳米乳液。该结果表明，SSPS是一种可行的高分子表面活性剂，可以制备具有良好物理和抗菌性能的精油乳液。Bhushani等[57]向水化过夜后的SPI溶液(4%)中加入含有儿茶素的葵花籽油，通过高压均质成功制备了较为稳定的SPI纳米乳液(粒径244～268 nm)，所制备的纳米乳液具有良好的贮存稳定性，对乳状液分层、相分离和液滴大小的变化有很好的抑制作用。Lee等[58]于pH 12.0或pH 2.0条件下对SPI进行20 kHz超声处理，随后将其pH调整至7.0并加入维生素D3(溶解于菜籽油中)，制备了一种粒径为70～117 nm的SPI-维生素D3纳米乳液，所得纳米乳液可很好地使油相中维生素D3免受紫外线照射氧化，且具有良好的贮存稳定性。

3 SPI/SSPS包埋对生物活性物质的影响

3.1 SPI/SSPS作为包埋载体对生物活性物质水溶性的影响

以姜黄素为代表的生物活性物质因其疏水性而表现出较低的水溶性，限制了其在食品体系中的应用，而基于SPI/SSPS的包埋载体可有效改善疏水性生物活性物质的水溶性。Tapal等[59]制备了荷载量为0.892 μg/mg的SPI-CUR复合物，按1%将微胶囊溶解于水中时，姜黄素在水溶液中的溶解度由原来的11 μg/L(纯姜黄素)提高至8.92 mg/L，增加了约810倍[60]。而Chen等[38]所制备的SPI-CUR纳米复合物中姜黄素的含量可达1.743 μg/mg，其在同样1%的水溶液中时姜黄素的溶解度为17.43 mg/L，约为原姜黄素溶解度的1.58 × 103倍，这可能是由于制备过程中姜黄素用量的增加使更多姜黄素结合在SPI的疏水位点上，提高了SPI-CUR的荷载量，从而进一步提高了其在水中的溶解度。同样，Zhang等[61]将水解后的SPI热失活并离心，经150 W、20 kHz超声处理后包埋姜黄素，制备了荷载量12.96 μg/mg的SPI-CUR微胶囊，可将姜黄素在水中的溶解度提高至129.6 mg/L，比纯姜黄素高1.1×104倍以上。Chen等[3]尝试在微胶囊制备时将姜黄素浓度提高至1.35 mg/mL(终浓度)，可得到荷载量为31 μg/mg的SPI-CUR微胶囊，此时姜黄素的溶解度较原姜黄素可提高9.8×104倍以上。可见，通过疏水相互作用与生物活性物质结合后，SPI本身存在的大量亲水基团可使包埋后的微胶囊能够更好地溶解于水中，提高其芯材的溶解度[3]。Pujara等[62]研究表明，大豆分离蛋白-白藜芦醇复合物(SPI-RES)可使白藜芦醇的溶解度提高至106.4 mg/L，比纯白藜芦醇(46.7 mg/L)高2.3倍。

同样，SSPS有良好的水溶性，与SSPS形成复合物也可有效提高疏水性生物活性物质的水溶性。研究表明，1%SSPS-CUR复合物(pH 4.0条件下制备所得)的水溶液中姜黄素含量可达到27.9 mg/L，为姜黄素溶解度的2.5×103倍[19]。由于SSPS与姜黄素的络合主要依赖于SSPS的蛋白部分，故SSPS-CUR荷载量(4.49 μg/mg)远低于SPI-CUR复合物(144.5 μg/mg)，使得SSPS对于姜黄素水溶性的提高效果明显低于SPI。

3.2 SPI/SSPS作为包埋载体对生物活性物质稳定性的影响

SPI/SSPS包埋不仅可提高生物活性物质的溶解性，还能提高其稳定性，这些特性对于开发功能性食品至关重要。Chen等[38]报道，在25 ℃下30 min后，姜黄素的降解率达到77%；26 h时，其降解率达到91.3%。然而，同样条件下放置4 h后，SPI-CUR纳米复合物中姜黄素的降解率仅为15%(而游离姜黄素为88%)；26 h时，其降解率为40%。另外，经过超声预处理的SPI-CUR复合物稳定性更佳，其在25 ℃放置26 h时其姜黄素降解率仅为11%。在85 ℃的温度下储存6 h后，纯姜黄素的降解率达到96%，SPI-CUR复合物中姜黄素降解率为82%，而经超声预处理所得SPI-CUR复合物中姜黄素的降解率为71%。这里CUR降解率的下降主要是由于SPI与CUR通过疏水相互作用形成了相对紧密的结构，从而可减缓外界不利因素(如光、热)对CUR的影响[38]。

Chen等[19]同样研究了SSPS-CUR的热稳定性，在80 ℃条件下加热2.5 h后，pH 7.0条件下制备的SSPS-CUR络合物可使姜黄素(pH 7.0)的保留率由2%提高至10%；而pH 4.0条件下制备的SSPS-CUR络合物可使姜黄素(pH 4.0)的保留率由64%提高至80%。值得注意的是，SSPS-CUR的热稳定性较SPI-CUR差。经85 ℃加热3 h后，pH 7.0条件下制备的SPI-CUR络合物中姜黄素的保留率仍有35%～45%，这种差异可能是由于SPI和SSPS中姜黄素结合位点的微环境极性不同而造成的。Pan等[37]也对SSPS-CUR纳米颗粒的稳定性进行了研究。结果表明，在pH值为2.0～7.0的条件下，95 ℃下加热1 min后，去离子水稀释60倍后SSPS-CUR溶液浊度变化不明显，没有明显沉淀。加热后pH 2.0和pH 3.0时流体力学直径(Dh)显著增加，可能是由于羧基在pKa 3.5附近的酸度处的静电作用减弱而引起的轻微聚集；pH 4.0～7.0时，Dh变化不显著，进一步表明SSPS-CUR纳米颗粒在较宽pH范围内具有较好的物理稳定性。另外，pH 2.0～7.0时，溶液的吸光度和色差在加热前后也无显著变化，这表明SSPS-CUR纳米颗粒具有较好的稳定性，具有应用于功能性饮料中的潜力。SPI/SSPS包埋可减弱氧和光对芯材的氧化作用。Lee等[58]研究了紫外辐射条件下蒸馏水、SPI纳米复合物、SPI纳米乳液中维生素D3的稳定性。结果表明，紫外线照射180 min后，蒸馏水中维生素D3保留率仅为5.2%，而纳米复合物与纳米乳液显著提高了维生素D3的保留率，分别为70.7%和73.5%。在这种情况下，紫外线需要穿透SPI才能对维生素D3进行诱导氧化作用，且SPI中芳香羟基和双键可吸收紫外线，从而降低紫外线强度以保护纳米复合物或纳米颗粒中维生素D3[63]。

在37 ℃、相对湿度12%的黑暗条件下贮存SSPS-亚油酸微胶囊30 d的实验中发现，SSPS-亚油酸微胶囊中约40%的亚油酸被氧化，而通过乙醇沉淀法制备的低分子质量SSPS对亚油酸的氧化具有更好的抑制作用，同样条件下其微胶囊中仅约20%的亚油酸被氧化[28]。

角黄素是一种橙红色的类酮类胡萝卜素，具有很强的抗氧化活性。通常，角黄素在光照和黑暗条件下分别放置63 d和112 d后即全部降解[64]。Hojjati等[64]以SSPS为壁材对角黄素进行了微囊化，结果发现，存放112 d后微胶囊中角黄素的总保留率在黑暗条件下为63%～75%，在光照条件下为44%～57%，这表明，SSPS微胶囊化可有效保护角黄素免受氧和光的氧化作用以提高其贮藏稳定性。

3.3 SPI/SSPS作为包埋载体对生物活性物质生物利用率的影响

食品营养素和功能成分需要突破人体消化道屏障作用才能进入循环系统，而包埋技术为疏水性生物活性物质的靶向吸收提供了一种有效的技术途径[65]。SPI的包埋不仅可增加营养素的稳定性，而且可将其递送到达机体中更合适的释放靶点，提高其生物利用率。在中性和碱性pH下，姜黄素在30 min内即可降解90%以上[66]。Tapal等[59]的实验表明，在水、模拟胃液和肠液环境存留12 h后中，SPI-CUR复合物中仍有超过80%的姜黄素具有活性，这说明姜黄素与SPI的结合不仅有助于提高其溶解性，并且可延缓其快速降解，为其肠道吸收或全身循环提供足够的时间。

人体临床实验表明，口服时姜黄素在肠道中的吸收很差，75%姜黄素从粪便中排出，这是由于姜黄素为疏水性物质，无法被人体有效吸收利用[66]。Zhang等[61]的实验表明，在胃消化中SPI-CUR微胶囊中姜黄素被转移到水相中的比率即生物利用率为13%～15%，远大于游离姜黄素(3%)；而在肠道消化中，微胶囊中姜黄素的生物利用率可提高至65%，为游离姜黄素的3.6倍；当进一步考虑到消化过程中姜黄素的降解时，SPI-CUR复合物中姜黄素在胃肠道中的生物利用率高达75%。

同样，Chen等[19]的体外模拟胃肠消化(模拟胃消化60 min + 模拟肠道消化120 min)中以姜黄素转移到水相中的比例来衡量姜黄素的生物利用率。在pH 7.0和pH 4.0条件下游离姜黄素在胃肠道中的生物利用率分别为24.8%和34.8%；而在pH 7.0和pH 4.0条件下制备所得SSPS-CUR复合物中姜黄素的生物利用率分别高达76.8%和82.8%，表明在pH 7.0和pH 4.0条件下制备的SSPS-CUR微胶囊均能显著提高CUR的生物利用率，此结果与其前期研究结果(SPI-CUR中姜黄素的生物利用率为85%)相似。因此，SPI-CUR或SSPS-CUR复合物对于CUR水溶性的提高有助于将其转移到水相中，提高了CUR在人体中的吸收效率[19,61]。

白藜芦醇具有一定的抗氧化、抗炎、保护心脏和抗癌活性，但其水溶性也较差。在Pujara等[62]的研究中发现，在pH 1.2模拟胃环境条件下2 h时，白藜芦醇释放率为16.2%；在pH 7.4模拟肠道环境条件下24 h时，其释放率为36.9%。在表面活性剂存在的情况下，纯白藜芦醇累计释放率也仅可达到50%左右。然而，对于SPI-RES复合物来说，pH 1.2处理2 h时，白藜芦醇的释放率为59.9%；pH 7.4处理24 h时，白藜芦醇进一步释放了29.2%，即累计释放率可达到89.1%，故在消化吸收过程中表现出一定的优越性。

3.4 SPI/SSPS复合物作为包埋载体对生物活性物质的影响

SSPS可有效提高蛋白质的稳定性，以防止凝聚和相分离[67]，故SSPS可作为蛋白质的稳定剂，用于提高其微胶囊的性能。Tran等[67]研究发现SPI和SSPS的相互作用本质是静电相互作用，两者结合后SSPS可通过空间排斥作用来稳定SPI。

Chen等[48]系统研究了在酸性(pH 4.0)或中性(pH 7.0)条件下SPI-SSPS复合凝聚层的形成及其作为姜黄素载体的潜力。在pH 7.0条件下，SPI-CUR复合物的包埋率是89.12%，而SPI-SSPS-CUR复合物的包埋率达到93.1%。冷冻干燥后，SPI-CUR复合物中姜黄素降解率约为30%，而SPI-SSPS-CUR复合物中姜黄素损失仅有5.5%。采用体外胃肠道消化模型评估了不同复合物中姜黄素的生物利用率，结果表明SSPS涂层对SPI-CUR复合物的生物利用率没有影响，其生物利用率均为60%左右。降解动力学研究表明，80 ℃条件下，随着加热时间的延长，复合物中均呈现出所包埋姜黄素的指数衰减行为；加热至3 h时，SPI-CUR复合物中姜黄素的降解率为65%，而SPI-SSPS-CUR复合物中姜黄素的损失率仅为44%，表明由SPI-SSPS形成的核-壳复合物结构有利于进一步提高姜黄素的热稳定性。可见，与SPI或SSPS单独作为壁材相比，核-壳结构的静电相互作用使微胶囊结构更加紧密，使芯材获得了更好的稳定性[67]。

SPI-SSPS复合纳米粒子也具有较高的pH稳定性。冯纪璐等[68]研究表明，在pH 2～10范围内，SPI-SSPS纳米粒子未出现二次聚集，并且粒径稳定在140～155 nm之间，这与纳米凝胶核内交联的SPI和外层SSPS空间位阻效应及静电排斥作用有关。SPI-SSPS纳米粒子在0～200 mmol/L NaCl溶液中粒径没有明显变化，说明其在不同离子强度下也具有较好的稳定性。另外，SPI-SSPS纳米凝胶在4 ℃条件下储存120 d时粒径分布基本不变，表明其具有较强的热力学稳定性，能够长期储存。

此外，Li等[69]对比了阿拉伯胶、海藻酸钠和大豆可溶性多糖对SPI的包埋特性及其微胶囊的物理稳定性的影响。结果表明，三种多糖与SPI复合包埋后其微胶囊的荷载率由90.38%提高到了94.74%～96.65%，荷载量由4.97 μg/mg提高到5.21～5.32 μg/mg，其溶液的电位绝对值也由29.20 mV提高到38.00～41.50 mV，稳定性大幅度提高。由此说明，三种多糖均可通过静电相互作用缠绕在蛋白质表面以形成核-壳结构，抑制蛋白质的聚集，并能进一步提高络合物的空间稳定性，在微胶囊结构中起到了保护的作用[70，71]。

4 小结

近年来，作为微胶囊壁材，SPI和SSPS已被证实能够通过疏水相互作用结合生物活性物质以有效提高疏水性生物活性物质的水溶性、稳定性和生物利用率，且SPI-SSPS复合形成的核-壳结构可进一步提高其功能特性。由于SSPS中蛋白部分较少，其利用疏水相互作用结合生物活性物质的能力有限，从而导致其微胶囊荷载量远低于SPI。SPI在酸性pH值条件下溶解度较低，这限制了其在酸性食品及饮料中的应用，可采用物理、化学或酶法改性蛋白质以提高其溶解度。在中性条件下，SSPS的热稳定性相对较差，相较于单独作为微胶囊壁材，更适合与蛋白质或其他壁材复配使用。此外，SPI和SSPS作为生物活性物质包埋载体的体内实验有待进一步研究。